Makromolekulêre samestelling
Die term makromolekulêre samestelling (MA) verwys na massiewe chemiese strukture soos virusse en nie-biologiese nanopartikels, sellulêre organelle en membrane en ribosome, ens. Dit is komplekse mengsels van polipeptied, polinukleotied, polisakkariede of ander polimeriese makromolekules. Hulle is oor die algemeen van meer as een van hierdie tipes, en die mengsels word ruimtelik gedefinieer (dws met betrekking tot hul chemiese vorm), en met betrekking tot hul onderliggende chemiese samestelling en struktuur. Makromolekules word in lewende en nie-lewende dinge aangetref, en bestaan uit baie honderde of duisende atome wat saamgevoeg word deur kovalente bindings. Hulle word dikwels gekenmerk deur herhalende eenhede (dit is polimere). Vergaderings hiervan kan ook biologies of nie-biologies wees, alhoewel die MA-term meer algemeen in biologie gebruik word, en die term supramolekulêre samestelling word meer dikwels in nie-biologiese kontekste (bv. In supramolekulêre chemie en nanotegnologie) toegepas. MA's van makromolekules word in hul gedefinieerde vorms gehou deur nie-kovalente intermolekulêre interaksies (eerder as kovalente bindings), en kan in óf nie-herhalende strukture wees (bv. Soos in die ribosoom (beeld) en selmembraan-argitektuur) of in herhalende Lineêre, sirkelvormige, spiraalvormige of ander patrone (bv. Soos in aktienfilamente en die vlagellaarmotor, beeld). Die proses waardeur MA's gevorm word, word molekulêre selfmonitering genoem, 'n term wat veral in nie-biologiese kontekste toegepas word. 'N Wye verskeidenheid fisiese / biofisiese, chemiese / biochemiese en berekeningsmetodes bestaan vir die studie van MA; Gegewe die skaal (molekulêre dimensies) van MA's, is die pogings om hul samestelling en struktuur te verdeel en die onderskeidingsmeganismes wat hul funksies onderliggend is, aan die voorpunt van die moderne struktuurwetenskap te wees.
[2]
Rolle
wysigDie komplekse van makromolekules wat na verwys word as MA's kom alomteenwoordig in die natuur voor, waar hulle betrokke is by die konstruksie van virusse en alle lewende selle. Daarbenewens speel hulle basiese rolle in alle basiese lewensprosesse (proteïenvertaling, seldeling, vesikale handel, intra- en inter-sellulêre uitruil van materiaal tussen kompartemente, ens.). In elkeen van hierdie rolle word komplekse mengsels op spesifieke strukturele en ruimtelike maniere georganiseer. Terwyl die individuele makromolekules bymekaar gehou word deur 'n kombinasie van kovalente bindings en intramolekulêre nie-kovalente kragte (dws assosiasies tussen dele binne elke molekule, via ladings-wisselwerking, Van der Waals kragte en dipool-dipool interaksies soos waterstofbindings). Per definisie word hulle self alleen deur die nie-kovalente kragte gehou, behalwe nou tussen molekules (dit wil sê intermolekulêre interaksies)
MA skale en voorbeelde
wysigDie bostaande beelde gee 'n aanduiding van die komposisies en skaal (dimensies) wat met MA's geassosieer word, alhoewel dit net begin om die kompleksiteit van die strukture aan te raak. In beginsel bestaan elke lewende sel uit MA's, maar is self ook 'n MA. In die voorbeelde en ander sulke komplekse en gemeentes is MA's elkeen dikwels miljoene daltone in molekulêre gewig (megadaltone, dit wil sê miljoene keer die gewig van 'n enkele, eenvoudige atoom), maar het steeds meetbare komponentverhoudings (stoïgiometrie) op 'n sekere vlak Van presisie. Soos in die beeldgegewens aangedui, kan MA's of komponent subkomplekse van MA's, wanneer dit reggestel is, dikwels gekristalliseer word vir studie deur proteïenkristallografie en verwante metodes, of bestudeer word deur ander fisiese metodes (bv. Spektroskopie, mikroskopie).
Virusstrukture was een van die eerste MA's; Ander biologiese voorbeelde sluit in ribosome (gedeeltelike beeld hierbo), proteasome, en vertaalkomplekse (met proteïen- en nukleïensuurkomponente), prokariotiese en eukariotiese transkripsiekomplekse, en kern- en ander biologiese porieë wat materiële deurgang tussen selle en sellulêre kompartemente toelaat. Biomembrane word ook algemeen as MA's beskou, alhoewel die vereiste vir strukturele en ruimtelike definisie aangepas word om die inherente molekulêre dinamika van membraan lipiede en van proteïene binne lipied bilayers te akkommodeer.
Navorsing in MAs
wysigDie studie van MA struktuur en funksie is uitdagend, veral weens hul megadalton grootte, maar ook as gevolg van hul komplekse komposisies en wisselende dinamiese natuur. Die meeste het standaard chemiese en biochemiese metodes toegepas (metodes van proteïensuiwering en sentrifugering, chemiese en elektrochemiese karakterisering, ens.). Daarbenewens sluit hulle studiemetodes moderne proteomiese benaderings, rekenkundige en atoomresolusie-strukturele metodes (bv. X-straal-kristallografie), kleinhoek-X-straalverstrooiing (SOS) en kleinhoek-neutronverstrooiing (SANS), kragspektroskopie , En transmissie-elektronmikroskopie en krië-elektronmikroskopie. Aaron Klug is erken met die 1982 Nobel-prys in Chemie vir sy werk oor strukturele verklarings deur middel van elektronmikroskopie, veral vir proteïen-nukleïensuur-MAs, insluitende die tabakmozaïekvirus ('n struktuur wat 'n 6400 basis ssRNA-molekuul en> 2000-laagproteïenmolekules bevat) . Die kristallisasie- en struktuuroplossing vir die ribosoom, MW ~ 2.5 MDa, 'n voorbeeld van 'n gedeelte van die proteïen sintetiese 'masjinerie' van lewende selle, was die voorwerp van die 2009 Nobel-prys in Chemie toegeken aan Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A. Steitz en Ada E. Yonath.
Nie-biologiese eweknieë
wysigLaastens is biologie nie die enigste domein van MA's nie. Die velde van supramolekulêre chemie en nanotegnologie het elk gebiede wat ontwikkel het om die beginsels wat eers in biologiese MA's getoon is, uit te brei en uit te brei. Van besondere belangstelling in hierdie gebiede is die fundamentele prosesse van molekulêre masjiene uitgebrei, en bekende masjienontwerpe uitgebrei na nuwe tipes en prosesse.
Sien ook
wysig- Biomolekulêre kompleks (ook bekend as makromolekulêre kompleks of biomakromolekulêre kompleks) is 'n subgroep van makromolekulêre samestellings, wat alle biologiese strukture en komplekse bevat wat in lewende organismes voorkom, insluitend virusse.
- Multi-state modellering van biomolekules
Verwysings
wysig- ↑ https://www.bio.cmu.edu/courses/03231/LecF03/Lec22/lec22img.html Geargiveer 24 November 2005 op Wayback Machine; besoek op 21 Januarie 2013.
- ↑ legend, cover art, J. Bacteriol., Oktober 2006
Verdere leesstof
wysig- Russel, D. (2012). "Putting the pieces together: integrative modeling platform software for structure determination of macromolecular assemblies". PLoS Biol. 10 (1): e1001244. doi:10.1371/journal.pbio.1001244.
- Lasker, K. (2012). "Molecular architecture of the 26S proteasome holocomplex determined by an integrative approach". Proc Natl Acad Sci USA. 109 (5): 1380–7. doi:10.1073/pnas.1120559109.
- Williamson, J.R. (2008). "Cooperativity in macromolecular assembly". Nature Chemical Biology. 4: 458–465. doi:10.1038/nchembio.102.
- Beck Groep (2011), Struktuur en funksie van die groot makromolekulêre gemeentes (Beck groep home page), http://www.embl.de/research/units/scb/beck/, verkry 13 Junie 2011.
- DBG Groep (2011), die Dinamika van makromolekulêre vergadering (DBG Groep home page), http://www.nibib.nih.gov/Research/Intramural/LCIMB/DMA Geargiveer 16 Maart 2016 op Wayback Machine, verkry 13 Junie 2011.
- Nobelpryse in Chemie (2012), Die Nobelprys in Chemie 2009, Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A. Steitz, Ada E. Yonath, http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2009/illpres.html, verkry 13 Junie 2011.
- Nobelpryse in Chemie (2012), Die Nobelprys in Chemie 1982, Aaron Klug, http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1982/press.html, verkry 13 Junie 2011.